2022-2023学年山东省青岛第五十八中学高二上学期10月月考物理试题（Word版）

山东省青岛第五十八中学2022-2023学年高二上学期10月月考物理试卷

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）

A．动量守恒，机械能守恒

B．动量不守恒，机械能守恒

C．动量守恒，机械能不守恒

D．无法判定动量、机械能是否守恒

【答案】C

2．在一次摸高测试中，一质量为70kg的同学先下蹲，再用力蹬地的同时举臂起跳，在刚要离地时其手指距地面的高度为1.95m；离地后身体形状近似不变，手指摸到的最大高度为2.40m，若从蹬地到离开地面的时间为0.2s，则在不计空气阻力情况下，起跳过程中他对地面的平均压力约为（　　）（g取10m/s2）

A．1050N B．1400N C．1750N D．1900N

【答案】C

3．如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，小球最后未越过滑块，则小球到达最高点时，小球和滑块的速度大小是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

4．如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁（不与槽粘连）。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是（       ）

A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功

B．小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统动量守恒

C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒

D．小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中，机械能守恒

【答案】C

5．t = 0时刻，一物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图像如图所示，则t = 4s时物体的动量（     ）

A．大小为2kg·m/s，方向与正方向相反

B．大小为2kg·m/s，方向与正方向相同

C．大小为6kg·m/s，方向与正方向相反

D．大小为6kg·m/s，方向与正方向相同

【答案】B

6．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为h处自由落下，h远大于两小球半径，落地瞬间，B先与地面碰撞，后与A碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m2＝3m1，则A反弹后能达到的高度为（　　）

A．h B．2h C．3h D．4h

【答案】D

7．装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时对地的速度为v0，若炮筒与水平地面的夹角为θ，则炮车后退的速度大小为（       ）

A． B． C． D．

【答案】B

8．如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面的高处，现将质量为的物资以相对地面的速度水平投出，已知投出物资前热气球的总质量为，所受浮力不变，重力加速度，不计阻力，以下判断不正确的是（　　）

A．投出物资后，物资下落过程中热气球和物资组成的系统动量守恒

B．投出物资后热气球与物资在水平方向上的速度大小之比始终是

C．物资落地时物资与热气球的距离为

D．投出物资后，物资下落过程中热气球和物资组成的系统机械能增加

【答案】C

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的不得分。

9．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（　　）

A．a一定带正电，b一定带负电

B．a的速度将减小，b的速度将增加

C．a的加速度将减小，b的加速度将增加

D．两个粒子的动能都增加

【答案】CD

10．甲、乙两辆玩具汽车，质量分别为，在光滑水平面上沿同一直线运动，速度分别是，，甲从后面追上乙，并发生正碰，碰后两物体的速度有可能是（　　）

A．，

B．，

C．，

D．，

【答案】AB

11．如图所示，甲和他的冰车总质量，甲推着质量的小木箱一起以速度向右滑行。乙和他的冰车总质量也为，乙以同样大小的速度迎面而来。为了避免相撞，甲将小木箱以速度v沿冰面推出，木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，则小木箱的速度v可能为（　　）

A． B． C． D．

【答案】CD

12．如图所示，固定光滑曲面左侧与光滑水平面平滑连接，水平面依次放有100个质量均为的物块（所有物块在同一竖直平面内），质量为的0号物块从曲面上高h处静止释放后沿曲面滑到水平面，以速度与1号物块发生碰撞，0号物块反弹后滑上曲面再原路返回，如此反复，假设所有碰撞都是弹性碰撞，则下列说法正确的是（　　）（所有物块均可视为质点，重力加速度为）

A．100号物块最终动量为

B．0号物块第二次反弹后沿斜面上升的高度为

C．0号物块最终速度大小为

D．0号物块最后一次与1号物块碰撞后至再次返回水平面的过程，曲面对0号物块作用力的冲量大小为

【答案】BC

三、非选择题

13．某同学利用电火花计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成，在气垫导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

（1）下面是实验的主要步骤。

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把电火花计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上绷紧的橡皮绳；

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先接通打点计时器的电源，然后释放滑块1，让滑块1带动纸带一起运动，撞上带橡皮泥的滑块2后粘在一起继续运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示；

⑧测得滑块1的质量为，滑块2（包括橡皮泥）的质量为。

（2）已知打点计时器每隔打一个点，通过计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量p为____________；两滑块相互作用以后系统的总动量为____________。（结果均保留3位有效数字）

（3）若实验允许的相对误差的绝对值最大为5%，通过计算，本实验的测量结果的相对误差的绝对值为____________%（保留2位有效数字）。

【答案】     0.603     0.595     1.3

解析：

（2）[1]相互作用前滑块1的速度

故系统总动量为

[2]相互作用后速度

两滑块相互作用以后系统的总动量

（3）[3]本实验的测量结果的相对误差的绝对值为

14．①为验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，甲同学选用如图（a）所示的装置，在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接，使小球1从斜槽上A点由静止滚下，重复实验多次，得到两球落在斜面上的平均落点如图中D、E、F点，各点到B点的距离分别为LD、LE、LF。根据他的实验，只要满足关系式_____________________________________________，则说明碰撞中动量是守恒的；只要再满足关系式________________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞（均用所测物理量的字母表示）。

②乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置改成如图（b）所示。将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球1、小球2与木条的撞击点。实验时先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P；再将入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，与小球2相撞，撞击点为M和N，测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3。只要满足关系式________________________，则说明碰撞中动量是守恒的；只要再满足关系式________________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。

【答案】     m1＝m1＋m2     m1LE＝m1LD＋m2LF     ＝＋     ＝＋

解析：

①[1]碰撞前，m1落在斜面上的E点，设其水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在D点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是F点，设其水平初速度为v2，设斜面BC与水平面的夹角为α。由平抛运动规律得

LEsinα＝gt2

LEcosα＝v1t

解得

v1＝

同理

v2＝

可见速度正比于，如果碰撞过程动量守恒，则

将v1、v1′、v2′代入，故只需验证

m1＝m1＋m2

即可。

[2]若为弹性碰撞，则满足机械能守恒，即

m1v＝m1v′＋m2v

代入速度表达式，化简可得

m1LE＝m1LD＋m2LF

②[3]小球做平抛运动，在竖直方向上

h＝gt2

平抛运动时间

t＝

设轨道末端到木条的水平位移为x，小球做平抛运动的初速度

v1＝

v1′＝

v2′＝

如果碰撞过程动量守恒，则

m1v1＝m1v1′＋m2v2′

将v1、v1′、v2′代入，可得

＝＋

[4]若为弹性碰撞，则满足动能守恒，即

m1v＝m1v1′2＋m2v2′2

代入速度表达式，化简可得

＝＋

15．如图，质量m1=0.45 kg的平顶小车静止在光滑水平面上，质量m2=0.5 kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端．一质量为m0=0.05 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以2 m/s的速度滑离小车．已知子弹与车的作用时间极短，小物块与车顶面的动摩擦因数μ=0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g=10 m/s2，求：

（1）子弹相对小车静止时小车速度的大小；

（2）小车的长度L．

【答案】（1）10 m/s   （2）2 m

解析：

本题考查动量守恒与能量综合的问题．

（1）子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得

m0v0=(m0+m1)v1…………①

解得v1=10 m/s

（2）三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得

(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v3…………②

解得v2=8 m/s

由能量守恒可得

(m0+m1)=μm2g·L+(m0+m1)+m2…………③

解得L=2 m

16．如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O，半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场，--质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经过C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°，重力加速度为g。

（1）求小球所受的电场力大小；

（2）求小球在A点的速度为多大时，小球经过D点时对圆轨道的压力最小。

【答案】（1）；（2）

解析：

（1）小球在C点速度最大，则在该点电场力与重力的合力沿半径方向

则有小球受到的电场力大小

（2）小球经过等效最高点D点时的速度最小，即在D点小球对圆轨道的压力恰好为零，则

解得

在小球从圆轨道上的A点运动到D点的过程中，由动能定理有

解得

17．某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度竖直向上喷出；玩具底部为平板面积略大于；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为。求：

(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；

(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。

【答案】(1)；(2)

解析：

(1)设时间内，从喷口喷出的水的体积为，质量为，则

，

则单位时间内从喷口喷出的水的质量为

(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为。对于时间内喷出的水，有能量守恒得

在高度处，时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为

设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有

由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得

联立式得

18．如图所示，在一质量为3m的平板车P上放有两个质量均为m的物块Q和N，它们均可视为质点，且与平板车之间的动摩擦因数均为。开始时物块Q、N和平板车都静止在光滑的水平面上，物块Q位于平板车的左端。一不可伸长的轻质细绳长为l，一端悬于Q的正上方O点处，另一端系一质量为m的小球（可视为质点），将细绳拉至与竖直方向成60°的位置，静止释放，小球到达最低点时与Q发生弹性碰撞且时间极短，当Q的速度是平板车速度的两倍时，Q与N发生碰撞并粘在一起，最终物块未离开小车。已知重力加速度为g，求：

（1）小球到达最低点时与Q发生碰撞前瞬间的速度大小。

（2）Q与N发生碰撞的瞬间，平板车的速度大小。

（3）平板车P的最小长度。

【答案】（1）；（2）；（3）

解析：

（1）小球从静止摆到最低点的过程中，机械能守恒，则有

解得

（2）小球与物块Q相撞时，没有能量损失，满足动量守恒、机械能守恒，则有

由以上两式解得

物块Q在平板车上滑行的过程中，物块Q相对于平板车保持静止，Q与N发生碰撞的瞬间，根据平板车与两个物体组成的系统动量守恒，Q的速度是平板车速度的两倍时则有

平板车的速度为

（3）物块Q在平板车P上滑动的过程中，部分动能转化为内能，由能的转化和守恒定律知：

解得

Q与N发生碰撞

Q与N在P上减速运动，P加速运动直到速度相等，根据动量守恒

Q与N发生碰撞到三物体速度相等，由能量守恒可得

解得

故平板车P的最小长度